Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung auf der Oberfläche von Plastifizierschnecken für Spritzgießmaschinen, bei welchem auf einen aus Stahl bestehenden Schneckengrundkörper ein metallischer, hartmetallischer oder keramischer Werkstoff mittels mindestens eines Spπtzstrahles im Hoch- geschwindigkeitsflammspπtz-Verfahren verzugsarm aufgetragen wird.

Um die Verschleißfestigkeit von Plastifizierschnecken zu verbessern, werden nach dem herkömmlichen Stand der Technik die Plastifizierschnecken gehartet oder mittels Flammspritzen mit nachtraglicher Wärmebehandlung beschichtet. Beides kann zu einer Verformung der Schnecke fuhren, wobei beim Flammspritzen beim anschließenden Richten der Plastifizierschnecke Risse in der Beschichtung auftreten können Eine derartige Plastifizierschnecke ist daher nicht korrosionsfest

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Beschichten von Plastifizierschnecken zu schaffen, mittels dem eine forderwirksame verschleiß- und korrosionsbeständige Beschichtung auf der Oberflache der Plastifizierschnecke erzielt werden kann

Die erfindungsgemaße Aufgabe wird dadurch gelost, daß der Spritzstrahl beim Beschichtungsvorgang die verschiedenen Oberflachenbereiche des Schnecken- grundkorpers, namlich Stegoberseite, die Stegflanken und der Schneckengrund partiell unabhängig voneinander beaufschlagt, wobei ein mechanischer Verbund zwischen dem Schneckengrundkörper und der Beschichtung hergestellt wird.

Zwischen dem Schneckengrundkörper und der Beschichtung wird also kein Schmelz¬ verbund hergestellt.

Wenn eine Plastifizierschnecke mit dem erfindungsgemaßen Verfahren beschichtet wird, ist eine anschließende Wärmebehandlung, die ein Verziehen der Plastifizier¬ schnecke zur Folge haben konnte, nicht notwendig.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen schematisch je einen Ausschnitt des Schneckengrundkörpers und den Spritzstrahl mit Spritzdüse; die Fig. 5 und 6 zeigen je einen Ausschnitt eines Schneckengrundkörpers mit Spritzstrahl und Spritzdüse, wobei oberhalb des Spritz¬ strahles zwei unterschiedliche Blendensysteme gezeichnet sind, die Fig. 5a zeigt einen Schnitt durch den Spritzstrahl nach der Linie I-l der Fig. 5 und die Fig. 7 zeigt einen Ausschnitt des Schneckengrundkörpers und eine Abdeckung.

Der aus Stahl gefertigte Schneckengrundkörper 1 weist einen Schneckensteg 2 auf. Der Schneckensteg 2 verläuft schraubenförmig um den Schneckengrundkörper 1. Er weist eine Stegoberseite 3 und zwei Stegflanken 4 auf. Im Freiraum zwischen dem Schneckensteg 2 befindet sich der Schneckengrund 5.

Die Steigung und/oder Ausbildung des Schneckensteges 2 verändert sich über die Länge des Schneckengrundkörper 1. Diese Ausgestaltung der Plastifizierschnecke ist jedoch unabhängig von der Erfindung.

Die Beschichtung der gesamten Schneckenoberfläche 1 und dem Schneckensteg 2 erfolgt mittels einer Brennerduse 6, mittels der ein Spntzstrahl aus metallischem, hartmetallischem oder keramischem Werkstoff im Hochgeschwindigkeitsflammspπtz- Verfahren auf den Schneckengrundkörper 1 und dem Schneckensteg 2 aufgetragen wird.

Dabei wird die Brennerdüse 6 mehrfach axial an dem Schneckengrundkörper 1 ent¬ langbewegt, wobei der Schneckengrundkörper 1 um seine Längsachse gedreht wird. In dem in den Fig. 1a bis 1c gezeigten Verfahrenbeispiel entspricht der Vorschub der Brennerdüse 6 der Steigung des Schneckenganges. Die Brennerdüse 6 ist in einem Winkel Ä von 0 - 60° zur Normalen n auf die Stegflanke 4 des Schneckensteges 2 ausgerichtet.

Bei jedem Umkehrpunkt wird die Brennerdüse 6 geschwenkt, um die gegenüber¬ liegende Stegflanke 4 des Schneckensteges 2 zu besprühen, und ebenso bei jedem Umkehrpunkt wird die Drehrichtung des Schneckengrundkörpers 1 geändert.

Nach erfolgter Beschichtung der Stegflanken 4 wird der Schneckengrund 5 und die Stegoberseite 3 beschichtet, wobei die Brennerdüse 6, wie in der Fig. 1c gezeigt ist, in einem Winkel von 90° zur Längs-Mittelachse des Schneckengrundkörpers ausgerichtet ist.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2a bis 2c entspricht der Vorschub der Brenner¬ düse 6 wiederum der Steigung des Schneckenganges und die Brennerdüse 6 ist wie¬ derum in einem Winkel von 0 - 60° zur Normalen n auf die Stegflanken 4 ausgerichtet.

Während die Brennerdüse 6 axial fortbewegt wird, wird der Schneckengrundkörper 1 gedreht. Bei den Umkehrpunkten wird die Brennerduse, wie in den Fig. 2a und 2b gezeigt, gewendet. Die Drehrichtung des Schneckengrundkörpers 1 wird jedoch bei¬ behalten.

Die Brennerduse 6 wird in gleichgerichteten Arbeitshuben über den Schnecken- grundkorper bewegt. Zwischen zwei Arbeitshuben fährt die Brennerduse 6 leer in die Ausgangsstellung zurück.

Die Beschichtung des Schneckengrundes 5 und der Schneckenoberseite 3 erfolgt wiederum mittels einer Brennerdüse 6, die senkrecht zur Langs-Mittelachse des Schneckengrundkörpers 1 ausgerüstet ist.

Um die Effizienz der Beschichtung der Stegflanken 4 zu verbessern, können, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, Blenden 7 eingesetzt werden. Die Blenden 7 sind vorzugs¬ weise kastenförmig ausgebildet und an der Brennerdüse 6 oder an einem Halter für die Brennerdüse 6 befestigt. Innerhalb der Blende 7 befindet sich eine Absaugvornchtung 8, die Material, das in die Blende 7 gelangt ist, absaugt.

Die Blenden 7 sind kastenförmig und weisen einen schrägen Boden 9 auf, bei dem sich eine Öffnung 10 befindet, durch die Beschichtungsmaterial in die Blende 7 ein¬ dringen kann.

Vorteilhaft wird der Abstand zwischen dem Boden 9 der Blende 7 und der Oberseite 3 des Schneckensteges 2 durch eine Silikondichtung 12 ausgefüllt.

Die Blende 7 wird zusammen mit der Brennerduse 6 axial entlang dem Schneckensteg 2 bewegt und zusammen mit der Düse 6 an den Umkehrpunkten umgeschwenkt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Variante für die Beschichtung des gesamten Schneckengrundkörpers 1. Dabei wird die Brennerduse 6 in einem Winkel von 15 - 75° zur Langs-Mittelachse des Schneckengrundkörpers 1 gehalten und wiederum wahrend der Drehung des Schneckengrundkörpers 1 in axialer Richtung über die Oberflache des Schneckengrundkörpers 1 geführt Bei dieser Art der Beschichtung ist der Vorschub der Brennerduse 6 steigungsunabhangig.

Während der Hin- und Herbewegung der Brennerduse 6 kann die Drehrichtung des Schneckengrundkörpers gleich bleiben oder auch jeweils an den Umkehrpunkten der Brennerduse 6 gewechselt werden.

Um die Haftung des Beschichtungswerkstoffes an den Kanten 1 1 des Schnecken¬ steges 2 zu verbessern, ist vorteilhaft vorgesehen, daß die Kanten 11 mit Fasen versehen oder verrundet werden Die Radien verrundeter Kanten 1 1 liegen vorteilhaft zwischen 0,1 und 0,8 mm, wahrend die Fasen 0,1 bis 3x30-60° betragen

Vor dem eigentlichen Hochgeschwmdigkeitsflammspπtzen wird der Schneckengrund¬ körper 1 vorteilhaft in einem Ultraschallbad oder manuell mittels alkoholischer Losun¬ gen gereinigt. Nach dem Reinigungsverfahren folgt ein Sandstrahlprozeß, wobei als Strahlmittel eisenfreier Edelkorund in Kornungen von 0,3 - 1 ,5 mm eingesetzt wird

Der Beschichtungsvorgang wird thermisch so geregelt, daß Werkstuckoberflächen- temperaturen von maximal 150°C auftreten. Auf diese Art tritt nur ein minimaler Verzug

des Schneckengrundkörpers 1 auf und ein an den Beschichtungsvorgang an¬ schließender Richtprozeß kann entfallen.

Besonders geeignete Werkstoffe für den Schneckengrundkörper 1 sind metallische Werkstoffe, vorzugsweise die Werkstoffe 1.7225, 1.2316, 1.8550, 1.8519

Als Beschichtungswerkstoffe werden gemäß dem erfindungsgemaßen Verfahren einer oder mehrere der nachfolgenden Werkstoffe eingesetzt: Mo, Cr, Ni, Ti, AI, Co, Nb, W, Co-Ni, Co-Cr, Cr-Ni, Co-Mo-Cr, CrC-NiCr, WC-CrC-Ni, WC-Ni, TiC-CrNi, VC-CrNi, WC-VC-Ni, AlO-ZrO, AlO-TiO, ZrO-MgO und CrO

Die Schichtstarke der Beschichtung hegt zwischen 0,1 und 0,8 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,4 mm

Vorteilhaft werden die beschichteten Oberflachen mit Diamant- oder CBN-Werkzeugen bearbeitet, wobei die Außenpassungen des Schneckensteges 2 mit einer Schleif¬ scheibe und die Stegflanken 4 und der Schneckengrund 5 mit flexiblen Bandern ge¬ schliffen werden Vorzugsweise werden mindestens drei verschiedene Schleifkor- nungen eingesetzt

Durch das erfindungsgemaße Verfahren wird an der Schneckenoberflache eine mi¬ nimale Haftung zu Kunststoffen, eine optimale Förderleistung und eine sehr gute Selbstreinigung für ein breites Kunststoffspektrum erzielt (vorzugsweise Ra-Werte von

Die mit dem erfindungsgemaßen Verfahren beschichteten Plastifizierschnecken wer¬ den einer Torsionsprufung unterzogen, wobei Schubspannungen von 180 N/mm^ bei Temperaturen von 450°C über mindestens 24 Stunden induziert wurden

Anstelle oder zusatzlich zur Blende 7 kann auch eine Abdeckung 13 gemäß der Fig 7 eingesetzt werden, die den Schneckensteg 2 und Teile des Schneckengrundes 5 bedeckt. Vorteilhaft werden zwei Blenden 7, die in axialer Richtung um die Steigung

des Schneckensteges 2 distanziert sind, parallel bewegt, so daß nur eine Stegflanke 4 frei ist.

Die Abdeckung 13 weist vorteilhaft eine Silikonschichte 14 auf, die von einer Träger¬ platte 15 aus Stahlblech getragen wird. Die Abdeckung 13 wird mit gleichem Vorschub wie die Spritzdüse 6 über den Schneckengrundkörper 1 geführt.